TiO2-CuO光催化体系的构建及性能(2)
3.6 无催化剂的影响 15
4. 反应机理的初步探讨 15
5. 总结 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
苯酚可制取酚醛树脂、己内酰胺、苦酸、己二酸、水杨酸、2,4-D、五氯酚、双酚A、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等中间体及化工产品，在化工原料、合成橡胶、农药、烷基酚、塑料、医药、合成纤文、香料、染料、涂料和炼油等工业领域中有着重要用途，是重要的有机化工原料。此外，苯酚还可用作实验试剂、消毒剂和溶剂，苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA脱离，便于对DNA进行染色。近些年来，由于电子通讯、汽车工业和建筑业的迅猛发展，以苯酚为原料的一些工业产品需求增长较快，相应的带动了对苯酚的需求。世界苯酚需求大约以每年3%～4% 的速度增长。
由于工业生产的要求，局部氧化碳氢化合物得到其衍生物（醇、醛、羧基以及环氧化合物）的反应已经被人研究过了。苯酚的应用非常广泛，在树脂，纤文和医药的生产领域都有重要的应用。现有的生产苯酚的方法除了从煤和石油的馏分提取以外，还有一些化学方法，例如：异丙苯法、氯苯水解法、Raschig-Hooker法、苯磺化碱熔法、甲苯氧化法、环己烷氧化法、乙苯法、仲丁苯法、甲酚加氢脱烷基化法等[1]。
从苯酚的结构上来看，由于苯环上的羟基的强给电子性，使得苯环容易发生需电子反应，从而使得苯酚容易发生氧化反应；特别是在含有微量的氧和金属的溶液中，苯酚很容易氧化生成苯醌，不利于苯酚的生产和储存。为了避免这一情况的发生，工业生产中95%以上的苯酚都是通过异丙苯法生产的[2]。这种生产方法包含了三步化学反应，制备流程长，产率低，同时它还生成了相同摩尔量的丙酮。具体反应式如下[2]：
由于市场对丙酮的需求量小于苯酚，副产物的产生被认为是一个很严重的问题。所以，能够一步氧化苯制苯酚的高效催化剂引起了人们的关注[3-6]。如果能够找到一种可以高效的，经济，制备方法简单氧化苯制苯酚的催化剂可以一次性解决所有问题。
1.1 研究的目的及意义
1.1.1 研究目的
通过各种实验条件的探究寻求一种高效、廉价、制备工艺简单，并且能用于一步苯氧化制苯酚的新型催化剂。同时，研究其最佳的使用条件。
1.1.2 研究意义
催化剂是一种只改变化学反应速率而本身的形态、结构不改变的物质，一种良好的催化剂应当具备制备简单、高效催化等优点。我们的课题研究就在于寻求一种廉价高效的新型催化剂，并将其用于本氧化制苯酚的应用中，并期望能应用到工业生产中。
1.2 国内外关于苯氧化制苯酚的研究现状
1.3 二氧化钛在光催化体系中的应用
1.3.1 光催化应用背景
面对不断恶化的生态环境和日益严重的能源短缺问题，如何低耗高效地利用太阳能等可再生资源是当前科研工作者们最关注的研究课题之一。光催化技术能够有效地将光能转化为化学能，这是一种最简单、最直接的解决方法。半导体材料具有优异的物理化学特性和光学性质，具有价带为充满状态、导带为空缺状态以及费米能级不连续的特殊的电子结构，是非常重要的光催化剂。
当用一定波长的光源照射到半导体上时，光会被半导体吸收。当半导体吸收的的能量E满足公式（1-1）时，电子被激发跃迁到导带，与价带的空穴结合，成为电子-空穴对。空穴具有氧化性作用，而电子具有还原性作用，能够与H2O、O2和羟基等物质反应，生成具有高活性的自由基，这些自由基是光催化反应的活性物种[27-29]。图1-1为锐钛矿二氧化钛的光催化降解反应机理图。
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